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注意:地球被未知超高能粒子击中了!是什么东西将其发射过来的?

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《三体》小说里的高级文明,仅仅发射了一个“光粒”就毁灭了低级文明的太阳,只可惜这种武器只存在于幻想世界。不过有趣的是在现实世界,我们虽然没有光粒,但却有着类似的东西。



自2008年以来,藤井教授和一个国际科学家小组一直在通过进行望远镜阵列实验,追逐着一种来自太空的超高能宇宙射线——带有电荷的亚原子粒子。

同时,这个所谓的望远镜阵列——专门的宇宙射线探测器,共由507个闪烁体表面站组成,覆盖了美国犹他州700平方公里的广阔区域。



上图:2019年,研究人员在犹他州三角洲的高沙漠中检查望远镜阵列表面探测器。

而且当这些粒子穿过探测器内的闪烁体时,它能感应出光电子。紧接着这些光电子会被波长移动光纤收集起来,并被发送到光电倍增管。随后由探测器内的电子元件过滤出结果。



上图:望远镜阵列闪烁体表面探测器

最终功夫不负有心人,2021年5月27日,研究人员探测到一种能量水平高达224万亿电子伏(EeV)的粒子,是大型强子对撞机中质子能量的1亿倍。(一个EeV相当于10 ⁸电子伏特)之后,该粒子又被藤井教授和他的同事命名为“天照大神”。



上图:显示了高能粒子流从天空穿过地球大气层,最后由望远镜阵列实验的表面探测器阵列观测到。

更重要的是,有史以来只有一种粒子拥有的量水平可以与其相媲美,这种射线就是发现于1991年10月的“Oh-My-God(哦,我的神啊)”粒子,其能量估计为320 EeV。



上图:超高能宇宙射线,阐明了与受电磁场影响的较弱宇宙射线,形成对比的极端高能现象。

那是1991年10月15日。犹他大学与达格韦试验场隔离的地方,建立了一个名为“蝇眼”的实验观测站。其望远镜的每个探测器都被设计成指向视野的不同部分,就像昆虫的复眼一样。占地数十万亩,自20世纪40年代以来,一直用于测试生化武器。



然而就是在那个寻常夜晚,“蝇眼”探测突然到了一种叫做“空气簇射”的东西。这是一种人眼不可见的长达数公里的流动粒子爆炸,由高层大气中的高能相互作用引起。

随后科学家们查看了他们收集的数据,并逆向推导出导致空气簇射的空间粒子的特性。却无意中发现其能量水平,竟高达320万亿电子伏(EeV)。所以由于结果过于惊人,便将其命名为Oh-My-God(哦,我的神啊)。



而更不可思议的是,由于其能量高到令人难以置信,所以应该没有任何东西能偏转其动路径,这意味着它是以直线到达地球的。但追溯其来临的方向,我们居然几乎没有发现任何东西。

也就是说“天照大神”来自虚空,一个直径约2亿光年,其中心距离地球至少7500万光年的虚无空间。那里几乎空无一物,星系数量远远少于附近宇宙的其他部分。因此即便科学家们绞尽脑汁,也还是想不清楚究竟是什么东西产生了“天照大神”粒子。



不过好在藤井博士表示,虽然我们不知道“天照大神”的来历,但却可以提出一些相对合理的推测。

一种可能性是“粒子”被某种极端高能的现象加速了,例如伽马射线爆发或者是进食中的超大质量黑洞。甚至还可能源于超重物质的衰变暗物质,产生了一种新粒子。



上图:来自太阳以及宇宙其他地方的宇宙射线,在撞击地球大气层时会产生彩色的“气辉”。

此为最让人感兴趣的,还是该研究的合著者——约翰·贝尔茨则的猜测。其认为“天照大神”可能源于时空结构的缺陷,或是碰撞的宇宙弦。总之都是一些极为疯狂的想法。

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